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1. 미생물의 생육에 영향을 미치는 환경인자
1.1. 온도의 영향
미생물의 생육에 영향을 미치는 환경인자 중 온도는 가장 큰 영향을 미치는 요인이다. 미생물에게는 생육에 가장 적합한 온도 범위가 존재하며, 이를 최적온도라고 한다. 미생물은 최적온도에서 가장 빠르고 왕성하게 생육할 수 있다.
미생물은 생육온도에 따라 저온균, 중온균, 고온균으로 구분할 수 있다. 대부분의 미생물은 중온균에 해당하여 30도 전후의 온도에서 가장 잘 자란다. 하지만 청국장균 등의 고초균이나 요구르트를 만드는 유산균과 같은 고온균은 40도 이상의 높은 온도에서 잘 자란다.
한편 최적온도보다 낮거나 높아지면 미생물의 생육도가 저하된다. 미생물은 최저온도 이하에서는 생육이 불가능하지만 사멸하지는 않는다. 반면 최고온도보다 10~20도 더 높아지면 미생물의 단백질이 열변성되어 급격히 사멸하게 된다. 그러나 세균의 포자는 극히 내열성이 강해 100도에서 15시간 이상 생존할 수도 있다.
대부분의 식중독 세균과 병원성 세균은 37도의 인체 체온에서 가장 잘 증식한다. 그러나 44도~60도 범위의 온도에서도 여러 미생물이 증식할 수 있어 이 온도대를 잠재적 위험온도대라고 한다.
이처럼 미생물의 생육에는 온도가 가장 큰 영향을 미치며, 각 미생물은 자신의 생육온도 범위와 최적온도를 가진다. 따라서 미생물의 생육, 증식, 사멸을 제어하기 위해서는 적절한 온도 관리가 필수적이다."
1.2. 산소의 영향
미생물의 생육에 영향을 미치는 환경인자 중 하나인 산소의 영향은 다음과 같다.
미생물은 산소에 대한 요구도에 따라 호기성, 혐기성, 그리고 양성 혐기성 미생물로 나뉜다. 호기성 미생물은 산소가 있어야 생장과 대사 활동을 할 수 있으며, 혐기성 미생물은 산소가 없어도 생장할 수 있다. 양성 혐기성 미생물은 산소가 있으면 호기적으로 생장하지만, 산소가 없어도 혐기적으로 생장할 수 있다.
산소 농도가 생장에 최적인 호기성 미생물의 경우, 산소 농도가 높으면 생장과 대사 활동이 왕성하지만 과도한 산소 농도는 오히려 해로운 영향을 미친다. 이는 높은 산소 농도로 인해 세포 내에서 과산화물이나 유리기와 같은 독성 물질이 과다 생성되어 미생물의 생장을 저해하기 때문이다. 반대로 산소 농도가 낮으면 미생물의 호흡과 ATP 생산이 저하되어 생장이 억제된다.
혐기성 미생물의 경우 산소가 없어야 생장과 대사 활동이 가능하다. 이들 미생물은 산소가 존재하면 산화적 스트레스를 받아 생장이 크게 저해된다. 하지만 일부 혐기성 미생물은 적정 수준의 산소 농도에서 생존할 수 있다.
따라서 미생물의 생육에 있어 산소는 매우 중요한 환경인자이며, 미생물의 생장 특성에 따라 최적 산소 농도가 달라진다고 할 수 있다.
1.3. pH의 영향
대부분의 미생물은 중성부근에서 가장 잘 자라지만, 극 산성이나 극 알칼리성을 선호하는 미생물도 존재한다. 미생물은 생육에 가장 적합한 pH 영역을 벗어나면 생육하기가 어려워지는데, 특히 산성 환경에서 현저하게 나타난다. 일반적으로 곰팡이와 효모의 최적 pH는 약산성 범위이고, 세균의 경우는 중성에서 알칼리성 범위가 적합하다. 그러나 유산균이나 초산균과 같이 낮은 pH 영역에서 생육하는 세균도 있다. 식품의 pH 범위는 4.6~7.0이며, 이 범위 내의 pH 변화는 미생물의 생리적 기능과 대사산물에도 영향을 미친다. 즉, pH의 변화는 미생물의 효소 합성이나 작용에도 변화를 일으켜 미생물의 생장과 대사활동에 큰 영향을 준다고 볼 수 있다.
1.4. 삼투압의 영향
미생물의 생육에 영향을 미치는 환경인자 중 삼투압은 매우 중요한 역할을 한다. 미생물은 외계보다 약간 높은 삼투압을 유지하여 생육하고 있다. 외계의 삼투압이 높아지면 탈수에 의해서 원형질의 분리가 일어나고 생육이 불가능하게 된다. 따라서 미생물은 삼투압에 매우 민감하다고 할 수 있다.
삼투압은 용질의 이용농도, 물 농도와 비교하므로 같은 농도의 설탕과 식염에서는 식염 쪽이 훨씬 높은 삼투압 효과를 갖고 있다. 이는 식염이 설탕보다 미생물의 생육에 더 큰 영향을 미친다는 것을 의미한다. 그러나 거르지 않은 간장, 된장, 염장품, 벌꿀 등 높은 삼투압에서도 생육이 가능한 내삼투압성균이라 불리는 미생물도 존재한다. 이러한 미생물은 높은 삼투압 환경에서도 생장할 수 있는 특성을 가지고 있다.
즉, 삼투압은 미생물의 생육에 큰 영향을 미치는 중요한 환경인자로, 미생물은 삼투압이 높아지면 원형질의 분리로 생육이 어렵게 되지만 일부 내삼투압성 미생물은 이러한 환경에서도 생장할 수 있다는 것을 알 수 있다."
1.5. 자외선의 영향
자외선은 살균작용이 있으며 미생물의 변이를 일으킨다. 40...
